信息学奥赛初赛天天练-22-C++基础关键字、进制转换、结构体与联合体的实用技巧大揭秘

PDF文档公众号回复关键字:20240607

单项选择题（共15题，每题2分，共计30分：每题有且仅有一个正确选项）

1 在C++中，下面哪个关键字用于声明一个变量，其值不能被修改？（ ）

A unsigned

B const

C static

D mutable

2 八进制数12345670(8) 和07654321(8)的和为（ ）

A 22222221(8)

B 21111111(8)

C 22111111(8)

D 22222211(8)

3 阅读下述代码，请问修改data的value成员以存储3.14，正确的方式是（ ）。

union Data{
    int num;    
    float value;    
    char symbol;
};
union Data data;

A data.value = 3.14;

B value.data = 3.14;

C data->value = 3.14;

D value->data = 3.14;

9 数101010(2)和166(8)的和为（ ）

A 10110000(2)

B 236(8)

C 158(10)

D A0(16)

2 相关知识点

1) C++ 关键字

unsigned 关键字

用于声明无符号整数类型。无符号整数类型只能表示非负整数，即它们的值总是大于或等于零

例如

short是16为二进制组成，第1位是符号位，表示范围-32768~32767之间
unsigned short是16为二进制组成，无符号位， 表示范围0~65535之间

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
/*
 无符号关键字
 short是16为二进制组成，第1位是符号位，表示范围-32768~32767之间
 unsigned short是16为二进制组成，无符号位， 表示范围0~65535之间
*/ 
int main(){
	short a=32769;//超出了short的范围 
	unsigned short b=32769;//在范围内可以正常表示 
	cout<<"a的值为:"<<a<<endl; //输出不正确 
	cout<<"b的值为:"<<b<<endl;
	return 0;
}
/* 
a的值为:-32767 
b的值为:32769
*/

static 关键字

在 C 和 C++ 中，当变量被声明为 static 时，它会在程序的整个执行期间存在，而不仅仅是定义它的代码块（例如函数）的执行期间。这意味着 static 变量在函数调用之间保持其值

主要在不同作用域或对象之间共享数据

const 关键字

在 C++ 中，const 是一个类型修饰符，用于指定一个变量或对象的值是不可更改的。这意味着一旦为 const 变量分配了初始值，就不能再对其进行修改

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int a=10; 
int main(){
	//改变const 关键字修饰变量的值 编译会出错 
	a=3;// [Error] assignment of read-only variable 'a' 
	cout<<a;
	return 0;
}

mutable 关键字

在声明const的成员函数，不能修改成员变量，如果成员函数声明时加 mutable则可以修改

#include <iostream>
using namespace std;

class Test {
public:
    Test(int c):counter(c){}//构造函数 并为counter字段赋值 
    /* 声明为const函数，表示不会修改类的成员属性，但是mutable的属性除外 */
    int getValue() const;
private:
    mutable int counter;
};

int Test::getValue() const {
    counter++;  // 允许在 const 成员函数中修改 mutable 成员变量
    return counter;
}

int main()
{
    Test mc = 1;
    cout << mc.getValue() << endl;
    return 0;
}

2) 进制转换

R进制转十进制

按权展开，但要注意各个位的权，最低位（最右边）的权是0次方，权值为1

(11010110)2=1×2^7+1×2^6+0×2^5+1×2^4+0×2^3+1×2^2+1×2^1+0×2^0=(214)10

十进制整数转R进制

十进制小数转R进制

二进制转八进制

二进制转换成八进制的方法是，取三合一法，即从二进制的小数点为分界点，向左（或向右）每三位取成一位

(1010 0100)B = (010 001 100 )B=(244)O

八进制转二进制

二进制转换成八进制的反向操作

(244)O=(010 001 100 )B=(1010 0100)B

二进制转十六进制

二进制转换成十六进制的方法是，取四合一法，即从二进制的小数点为分界点，向左（或向右）每四位取成一位

(10100100)B = (1010 0100)B = (A4)H

十六进制转二进制

二进制转换成十六进制的反向操作

(A4)H = (1010 0100)B =(10100100)B

3) 不同进制加法

进制不同不能直接相加，需转换成相同进制再进行相加

二进制相加

//类似十进制相加，不同的是逢二进一
5+9=14
(5)10=(0101)2,(9)10=(1001)2
 0101
+1001
------
 1110
二进制 1110 转10进制
(1110)2=1*2^3+1*2^2+1*2^1=14

八进制相加

//类似十进制相加，不同的是逢8进一
5+9=14
(5)10=(5)8,(9)10=(11)2
 05
+11
------
 16
八进制 16 转10进制 
(16)8=1*8^1+6*8^0=8+6=14

4) struct 结构体

struct 结构体是由一系列具有相同类型或不同类型的数据构成的数据集合，是一种复合数据类型，结构类型

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
//定义一个结构体，可以把多个不同的变量 组织在一起 
struct stu{
	string no;//学号 
	string name;//姓名 
	int age;//年龄 
}; 

int main(){
	stu stu1;
	stu1.no="001";//001赋值给stu1的no
	stu1.name="张三";//张三赋值给stu1的name
	stu1.age=18;//18赋值给stu1的age
	cout<<"学号:"<<stu1.no<<endl;//输出结构体stu1的学号
	cout<<"姓名:"<<stu1.name<<endl;//输出结构体stu1的姓名
	cout<<"年龄:"<<stu1.age;//输出结构体stu1的年龄
	return 0;
}

5) union 联合体

在 C++ 中，union 是一种特殊的数据结构，它允许在相同的内存位置存储不同的数据类型。union 可以帮助节省内存，因为它们使用相同的内存空间来存储不同的数据类型，但是只能同时存储其中一个

在定义 union 时，所有成员共享同一块内存空间。当为 union 的某个成员赋值时，会覆盖 union 中已有的值。这也是 union 的一个特点：它不会记录哪个成员是当前有效的，因此在使用 union 时，需要确保对应的成员是正确的

#include <iostream>
using namespace std;
/*
  定义union联合体，联合体内多个变量共享内存
  内存大小和占用空间最大的变量相同
  同一时刻只有一个变量的值是有效的 
*/ 
union MyUnion {
    int i;
    double d;
    char c;
};

int main() {
    MyUnion u;
    u.i = 42;//给联合体变量i赋值 
    cout << "联合体变量i的值:" << u.i << endl;//输出42,其他2个变量d和c无效 
    u.d = 3.14159;//给联合体变量d赋值
    cout << "联合体变量d的值:" << u.d << endl;//输出3.14159,其他2个变量i和c无效
    u.c = 'A';//给联合体变量d赋值
    cout << "联合体变量c的值:" << u.c << endl;//输出A,其他2个变量i和d无效
    return 0;
}

6) 结构体(struct)和联合体(union)区别

在 struct 中，每个成员都有自己的内存空间，在 union 中，所有成员共享同一块内存空间，union 的大小取决于其最大的成员

struct 中的成员可以同时存在，每个成员都有自己的地址，union 中的成员共享相同的内存，同一时刻只能存储一个成员的值

struct 的大小等于其所有成员大小的总和，每个成员都有独立的内存空间，union 的大小等于其最大成员的大小，各变量共享内存

#include <iostream>
using namespace std;
/*
  定义结构体 MyStruct
  内包括3个变量，这3个变量被组织到一起，可以同时使用 
*/ 
struct MyStruct {//占用空间必须是最大占用空间变量的整数倍 
//i 占用4个字节 需要补4个字节够8个字节，因为后面够8个字节 (8) 
    int i;
//d 占用8个字节 (8) 
    double d;
//c 占用1个字节 需要补7个字节到8个字节 (8) 
    char c;
};//所以 MyStruct总共占用24个字节 

struct MyStruct1 {//占用空间必须是最大占用空间变量的整数倍 
//i 占用4个字节 需要补4个字节够8个字节，因为后面够8个字节 (8) 
	int i;
//d 占用8个字节  (8) 
    double d;
//用4个字节 和后面c一起补足8个字节 (j,c一起再补足3个字节)  (8) 
    int j;
//c 占用1个字节 
    char c;
};//所以 MyStruct1总共占用24个字节

struct MyStruct2 {//占用空间必须是最大占用空间变量的整数倍
//i 占用4个字节 需要补4个字节够8个字节，因为后面够8个字节 (8) 
    int i; 
//d 占用8个字节  (8)
    double d;
//j用4个字节 补足8个字节  (8) 
    int j;
//d1 占用8个字节  (8)
    double d1;
//c 占用1个字节 补足8个字节  (8)  
    char c;
};//所以 MyStruct1总共占用40个字节

/*
  定义一个联合体 MyUnion
  内包括3个不同类型变量 这3个变量同时只能使用一个 
  占用空间，联合体变量占用空间最大的变量 
*/ 
union MyUnion {
    int i;//i占用4个字节 
    double d;//d占用8个字节 
    char c;//c占用1个字节 
};//联合体占用空间为8个字节 

int main() {
    cout << "struct占用内存空间大小:" << sizeof(MyStruct) << " bytes" << endl;
    cout << "struct1占用内存空间大小:" << sizeof(MyStruct1) << " bytes" << endl;
    cout << "struct2占用内存空间大小:" << sizeof(MyStruct2) << " bytes" << endl;
    cout << "union占用内存空间大小:" << sizeof(MyUnion) << " bytes" << endl;
	
    MyStruct s;
    s.i = 42;
    s.d = 3.14;
    s.c = 'A';

    cout << "Struct的值: " << s.i << ", " << s.d << ", " << s.c << endl;

    MyUnion u;
    u.i = 42;
    cout << "联合体i的值: " << u.i << endl;

    u.d = 3.14;
    cout << "联合体重新赋值后d的值: " << u.d << endl;

    return 0;
}

3 思路分析

1 在C++中，下面哪个关键字用于声明一个变量，其值不能被修改？（ ）

A unsigned

B const

C static

D mutable

答案 B

分析

unsigned 为无符号，只影响数据类型的取值范围

const 为不可修改关键字，const在变量前，此变量为常量，不能修改，修改编译会报错

static 为静态变量，被static关键字修饰后，可以在多个对象直接共享此变量，都可以修改

mutable 和const配合使用，在定义为const的函数使用mutable关键词修饰的变量，可以修改

2 八进制数12345670(8) 和07654321(8)的和为（ ）

A 22222221(8)

B 21111111(8)

C 22111111(8)

D 22222211(8)

答案 D

分析

由于相加的2个数都是8进制，因此可以直接相加，逢八进一

 12345670
+07654321
---------
 22222211

3 阅读下述代码，请问修改data的value成员以存储3.14，正确的方式是（ ）。

union Data{
    int num;    
    float value;    
    char symbol;
};
union Data data;

A data.value = 3.14;

B value.data = 3.14;

C data->value = 3.14;

D value->data = 3.14;

答案 A

Union 为联合体，和 struct 类似，赋值应用.运算符

9 数101010(2)和166(8)的和为（ ）

A 10110000(2)

B 236(8)

C 158(10)

D A0(16)

答案 D

转换统一进制后再计算